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FAQ zu Photovoltaik

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Grundwissen

Photovoltaik ist die direkte Umwandlung der Energie des Sonnenlichts in Strom mittels aus einzelnen Solarzellen aufgebauten Solarmodulen. Das Wort kommt von "Photon" (griechisch: Licht) und "Volta" (italienischer Erfinder, nach dem die Einheit der elektrischen Spannung "Volt" benannt wurde).

Bei der Solarthermie wandeln Kollektoren die Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um. Sie wird in der Regel über Wärmetauscher für die Heizung und Warmwasserbereitung eingesetzt. Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom.

Bei einer netzgekoppelten Solarstromanlage wird ein Teil oder der gesamte erzeugte Solarstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Bei einer Inselanlage wird der erzeugte Strom nicht in das öffentliche Stromnetz geleitet, sondern zu 100 Prozent selbst genutzt. Inselanlagen sind nicht an das Stromnetz angeschlossen.

Eine Solarzelle ist zumeist eine sehr dünne Scheibe aus Silizium und etwa 15 x 15 cm groß. Auf der Vorder- und der Rückseite sind Kontaktbänder befestigt, die den vom Sonnenlicht in der Zelle erzeugten Strom abführen. Das Silizium wird aus Quarzsand hergestellt. Weitaus weniger verbreitet sind andere kristalline und Dünnschichtsolarzellen. Ihr Marktanteil liegt zusammen bei unter 10 Prozent.

Für eine vierköpfige Familie kann man im Jahr mit insgesamt 3.500 bis 4.500 kWh Stromverbrauch rechnen, wenn nicht mit Strom geheizt oder Warmwasser bereitet wird. Zur Erzeugung dieser Strommenge benötigt man je nach Zelltyp 30 - 40 m² Modulfläche. Dies entspricht etwa einer Anlagenleistung von 5 kWp. Läßt die Dachfläche eine größere Leistung zu, kann diese je nach Kundenwunsch natürlich auch genutzt werden.

Photovoltaik-Module nutzen nicht nur das direkte Sonnenlicht, das nur bei klarem Himmel auftritt, sondern auch die diffuse Strahlung, die durch die Wolken tritt. Je heller es ist, desto mehr Leistung bringen die Module – egal, ob dabei die Sonne direkt zu sehen ist oder nicht. In Deutschland macht der diffuse Anteil übrigens etwa die Hälfte der Einstrahlung aus.

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Technik

Eine Photovoltaikanlage besteht aus folgenden Komponenten, die individuell aufeinander abgestimmt und somit an die baulichen Grundgegebenheiten des Hauses angepasst werden:

  • Solarmodule, die aus der Sonnenenergie Gleichstrom erzeugen.
  • Wechselrichter, die den Gleichstrom in netzkompatiblen Wechselstrom umwandeln.
  • Einspeisezähler, der den eingespeisten Strom in das Stromnetz misst.
  • Verkabelung und Montagegestell, auf dem die Solarmodule befestigt werden.
  • Stromspeicher (optional), der den erzeugten Solarstrom zwischenspeichert.

"Wp" steht für "Watt peak" oder auf deutsch "Wattspitze". Das ist eine Einheit, die sich in der Photovoltaik eingebürgert hat. Sie gibt die Leistung an, die ein Solarmodul bei voller Sonnenbestrahlung (und einigen weiteren Nebenbedingungen) mittags zwischen April und September z. B. in Mitteleuropa erreichen kann.

Die Höhe der erzeugten Solarstrommenge hängt vom Standort, der Neigung und Ausrichtung sowie der verwendeten Solarmodule ab. Eine Photovoltaikanlage in Deutschland erzeugt im Schnitt je Kilowatt peak (kWp) rund 1.000 Kilowattstunden Strom, wobei der Stromertrag in Süddeutschland häufig etwas höher ist als in Norddeutschland.

Je nach Verbrauchsverhalten kommt es ganz einfach darauf an, wieviel Strom man in der Stunde aus dem Speicher holt. Zum Beispiel: Wenn man nachts (in der Zeit, zu der hauptsächlich elektrische Energie aus dem Speicher kommt) durchschnittlich 1 Kilowatt (kW) pro Stunde verbraucht und der Speicher eine Kapazität von 10 Kilowattstunden (kWh) hat, reicht der Speicher praktisch 10 Stunden!

Zur Ladestation bzw. zum Elektrofahrzeig gibt es in der Regel ein Ladekabel mit einer Länge von 4 - 6 Metern. Entweder ist das Ladekabel fest mit der Wallbox verbunden, oder es ist ein separates Kabel, das in die Wallbox eingesteckt werden kann. Das andere Ende des Ladekabels muss dann einfach nur noch mittels dem vorgesehenen Stecker mit dem E-Fahrzeug verbunden werden. Bei privaten Ladestationen beginnt nach erkannter Verbindung der Ladevorgang automatisch. Bei öffentlichen Ladestationen bedarf es meistens noch einer Extra-Freigabe durch den Betreiber.

Über viele Jahre und bei vielen verschiedenen Anwendungen hat die Photovoltaik ihre Zuverlässigkeit bewiesen. Die Photovoltaik wird seit den 1960er-Jahren in der Raumfahrt genutzt und hat sich dort bewährt. In Deutschland wurden viele tausend kleine und große Anlagen seit den 1990er-Jahren errichtet. Man rechnet derzeit mit einer Lebensdauer von ca. 30 Jahren bei einer jährlichen Abnahme der Modulleistung von 0,3 bis 0,5 Prozent. Danach können das Deckglas sowieso der Metallrahmen und teilweise auch die Solarzellen z.B. für die Herstellung neuer Solarmodule recycelt werden.

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Installation und Service

Die Bauzeit einer Photovoltaikanlage hängt von der Leistungsgröße und den bautechnischen Gegebenheiten ab. Bei Anlagen bis 10 Kilowatt peak (kWp) erfolgt die Installation in 1 bis 3 Werktagen.

Idealerweise wird der Wechselrichter an einem geschützten Ort, der auch im Sommer nicht zu warm wird, installiert. Wenn im Haus kein geeigneter Montageort vorhanden ist, gibt es auch Wechselrichter, die außen angebracht werden können.

PV-Anlagen können problemfrei auf Flachdächern installiert werden. In diesem Fall werden die Module mithilfe eines Montagesystems schräg aufgestellt, sodass sie die optimale Südausrichtung und eine günstige Neigung erhalten. Gleichzeitig ist mit der Schrägaufstellung der Module der Reinigungseffekt und eine ausreichende Belüftung gesichert. Hierbei ist ein ausreichend großer Abstand zwischen den Modulen wichtig, da es sonst zu einer Verschattung und somit zu einer Ertragsminderung kommt. Zur Installation der gleichen Leistung auf einem Flachdach ist die benötigte Dachfläche in etwa doppelt so groß wie bei einer Schrägdachvariante.

Normalerweise nicht, denn dank der glatten Moduloberfläche sorgen in der Regel Regen und Schnee für die Reinigung.

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Wirtschaftlichkeit

Eine Investition in eine PV-Anlage lohnt sich – vor allem für den Eigenstromverbrauch. In den meisten Fällen ist der selbst erzeugte Strom preiswerter, als der aus dem öffentlichen Netz zugekaufte Strom. Und für den nicht selbst verbrauchten und ins öffentliche Netz eingespeisten Strom erhält man über 20 Jahre eine staatlich garantierte Einspeisevergütung.

Eine Photovoltaikanlage kann jederzeit mit einem Batteriespeicher nachgerüstet werden. Preiswerter ist aber die gleichzeitige Installation von Speicher und Photovoltaikanlage. Nicht nur wegen der geringeren Technikkosten (Kombigeräte sind preiswerter), sondern auch wegen günstigerer Installationskosten, wenn der Handwerker nicht zweimal kommen muss.

Eine Ost-West-Ausrichtung kann sinnvoller sein, da der meiste erzeugte Strom verbraucht wird, wenn jemand zu Hause ist. Morgens steht die Sonne im Osten und abends im Westen. Das macht eine Ost-West-Ausrichtung vor allem für Berufstätige attraktiv.

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Rechtliche Regelungen

Nach deutschem Steuerrecht ist die Stromkostenersparnis ein steuerpflichtiges Einkommen. Dementsprechend muss auch der Eigenverbrauch versteuert werden!

Ja, die Einnahmen aus dem Betrieb einer Photovoltaikanlage sind steuerlich zu berücksichtigen und müssen beim zuständigen Finanzamt gemeldet werden. Details sollten Sie mit Ihrem Steuerberater klären.

Seit dem 01.01.2021 wird auf den selbst verbrauchten Strom teilweise die EEG-Umlage erhoben. Dies gilt für Anlagen, die größer als 30 kWp sind. Die meisten auf Einfamilienhäusern errichteten Anlagen liegen mit ihrer Leistung unter 30 kWp und sind somit von der EEG-Umlage befreit.

Bevor der Installateur beauftragt wird, muss der Netzanschluss geklärt sein, denn insbesondere bei größeren Anlagen über 30 kW kann der Netzbetreiber zusätzliche Anforderungen stellen. Möglicherweise spielt Denkmalschutz eine Rolle und mancherorts ist eine Baugenehmigung erforderlich. Selbst, wenn das in den meisten Fällen nicht erforderlich sein sollte, schadet es nicht, vorbeugend bei Gemeinde- oder Ortsamt nachzufragen.

Ja. Der Netzbetreiber ist zur Abnahme des Stroms durch das EEG gesetzlich verpflichtet. Auch der vorrangige Anschluss und die Vergütung sind gesetzlich geregelt.

Förderungen gibt es für Speicher und Ladestationen. Für Photovoltaik gibt es keine Investitionsförderung, nur Vergütung für den eingespeisten Strom.

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